一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法的制作方法

本发明涉及工商业储能，特别涉及一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法。

背景技术：

1、工商业储能是分布式储能系统在用户侧的典型应用，其特点是距离分布式光伏电源端以及负荷中心均较近，不仅可有效提升清洁能源的消纳率，还可有效减少电能传输的损耗，助力“双碳”目标的实现。目前，工商业储能主要通过峰谷价差套利、容量电费削减和需求响应等方式获取的收益来回收投资成本。

2、两部制电价制是将与容量对应的基本电价和与用电量对应的电量电价结合起来决定电价的制度。从电价成本的角度来看，它可以分为：与容量成比例的固定费、与用电量成比例的可变费、与用户数成比例的用户费等3个成本要素。因此，用与容量成比例的固定基本电价和与用电量成比例的每月变动的电量电价来决定电费的方法，是一种能够比较真实地反映成本构成的相对合理的电价制度。在现行的中国工商业市场上，电力用户通常采用两部制进行电价结算。因此，要在工商业场景下实现峰谷价差套利，就必须围绕两部制电价来进行充放电的策略优化。

3、在两部制电价中，与容量成比例的固定费被称为需量费用。为了促进用户尽可能压低高峰负荷，保持负荷的稳定性，就要解决两部制电价的计收依据不尽合理这个问题，采用按最大需量计算基本电费就是一种不错的方法。按最大需量计算电费，最基本的要求是用户要安装最大需量表，规定最大需量(kw)的基本电价，按照用户最大需量计算基本电费。其中，最大需量可根据用户的申报由供电局核定。应用这种方法，其电费计算公式可确定为：

4、每月基本电费＝每月最大需量功率*月基本电费(元/kva。月)

5、由于工商业储能场景中，储能设备的充放电会影响到用户的用电负荷，而用户的用电负荷变化会影响到每月最大需量的变化，因此在使用两部制电价的工商业用户中，执行储能充放电策略并对策略进行优化的过程中就必须要考虑每月的最大需量所产生的这一部分费用。在最大化储能效率与利润，实现尖时间段放电、谷时间段充电的同时，也需要控制储能的充放电功率，以保证用户的最大需量不超标，做到不因为多交最大需量费用而降低了储能收益。

6、然而由于储能的充放电策略需要实时运行，而用户的每月基本电费是每个月结束时才统计，因此当每个月开始的时候，储能策略需要根据最大需量来控制设备的充放电，而这个最大需量只有到每个月结束的那天才能最终知道。这就形成了，储能策略的执行依赖于未来数据的矛盾，导致储能策略无法正常执行。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，有效实现了在最大需量未知的情况下，优化充电策略并同时控制月基本电费的增加，保证储能收益整体的最大化。

2、为此，本发明的技术方案是：一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，包括以下步骤：

3、1)测量当前工厂车间功率，记录功率max(工厂总功率(t))，其中，t属于当月时间；

4、2)引入松弛变量d(t)：

5、d(t)*月基本电费＝(n-1)*峰谷电价差

6、其中，n是本月剩余天数；

7、3)计算最大需量(t)：

8、最大需量(t)＝max(工厂总功率(t))+d(t)

9、4)根据峰谷电时段进行充放电：在尖电时段进行全功率放电，在谷电时段进行充电，且需要满足最大需量(t)的边界条件。

10、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述最大需量(t)的边界条件为：

11、工厂总功率(t)＜最大需量(t)＜变压器容量。

12、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述步骤1)中：

13、工厂总功率(t)＝工厂车间功率(t)-储能功率(t)

14、储能放电时，储能功率为负；储能充电时，储能功率为正。

15、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述工厂总功率(t)≥0，即储能功率(t)≤工厂车间功率(t)。

16、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述max(工厂总功率(t))在每月1日0时归0，重新开始记录。

17、本发明所述的最大需量是随着工厂总功率动态变化的，可被称为自适应最大需量，ems通过记录与计算这个自适应最大需量，并控制储能的输出功率，使得工厂的总功率不大于这个最大需量，那么就可以做到，在工厂总的用能费用中，容量电费这一项在储能安装前后是不变的，也就保证了在这个最大需量算法条件下，工商业用户不会多交容量电费。那么只要储能电站能够降低用户的电量电费，整体就能降低用户的工厂总的用能费用从而实现峰谷套利。

18、同时，由于月初的时候，最大需量会归0，最大需量在重新开始累积时有一个步步台阶提升过程，而月初清晨，由于最大需量很小，储能电站将无法充电，这将损失部分套利收益。为了能进一步降低工厂总的用能费用，提高套利收益，引入一个松弛变量，并加到最大需量中去。这个松弛变量是调节容量电费与电量电费的一个平衡变量，当松弛变量为0时，容量电费电费最小，因为最大需量被控制，而电量电费最大，因为由于最大需量控制无法实现更多的峰谷套利。当松弛变量增大时，容量电费增大，因为最大需量提高了，而电量电费变小，因为获得了更大的峰谷套利空间。松弛变量的最优值就是使得在一个月周期内容量电费增量等于电量电费的减少量，这样在引入松弛变量后，工厂总的用能费用不增加。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1、ems通过记录与计算自适应最大需量，控制储能的输出功率，使得最大需量可以覆盖工厂的总功率，通过储能电站降低用户的电量电费，从而降低工厂总的用能费用，从而实现峰谷套利；

21、2、设置松弛变量，利用松弛变量来提高月初时的最大需量，使得储能电站在谷电阶段实现充电，提高套利收益。

22、3、ems在每个控制时刻t，不断循环执行自适应最大需量算法就能使得工厂总的用能费用最小化，并且算法的每一个过程都是可解释和确定的。

技术特征：

1.一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，其特征在于：所述最大需量(t)的边界条件为：

3.如权利要求1所述的一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，其特征在于：所述步骤1)中：

4.如权利要求3所述的一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，其特征在于：所述工厂总功率(t)≥0，即储能功率(t)≤工厂车间功率(t)。

5.如权利要求1所述的一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，其特征在于：所述max(工厂总功率(t))在每月1日0时归0，重新开始记录。

技术总结
本发明公开了一种应用于工商业储能的自适应最大需量跟踪算法，测量当前工厂车间功率，记录功率工厂总功率；引入松弛变量，最大需量为工厂总功率最大值与松弛变量的和，根据峰谷电时段进行充放电：在尖电时段进行全功率放电，在谷电时段进行充电，且需要满足最大需量的边界条件。本发明在每个控制时刻，不断循环执行自适应最大需量算法就能使得工厂总的用能费用最小化，并且算法的每一个过程都是可解释和确定的。

技术研发人员：李知周,冯毅,徐国苗,乔炳龙,吴平
受保护的技术使用者：浙江驰库新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15